JPH0982742A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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JPH0982742A
JPH0982742A JP23281995A JP23281995A JPH0982742A JP H0982742 A JPH0982742 A JP H0982742A JP 23281995 A JP23281995 A JP 23281995A JP 23281995 A JP23281995 A JP 23281995A JP H0982742 A JPH0982742 A JP H0982742A
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bonding
wire
lead
wire bonding
electrode
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Withdrawn
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JP23281995A
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English (en)
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Hidehiko Ishiguro
秀彦 石黒
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は１次側電極部に先ずワイヤの端部を第
１ボンディングした後に２次側電極部にワイヤを引き出
し第２ボンディングを行うワイヤボンディング方法に関
し、高密度化されても安定したワイヤボンディングを行
うことを目的とする。 【解決手段】半導体チップ１２に形成された電極パッド
１８に先ずワイヤ１４の端部を第１ボンディングした
後、ボンディングリード１３にワイヤ１４を引き出し第
２ボンディングを行うワイヤボンディング方法におい
て、ボンディングリード１３にワイヤ１４ボンディング
する前に、ボンディングリード１３上に金属バンプ１０
を形成すると共に、この形成された金属バンプ１０を加
圧して整形処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンディング
方法に係り、特に１次側電極部に先ずワイヤの端部を第
１ボンディングした後に２次側電極部にワイヤを引き出
し第２ボンディングを行うワイヤボンディング方法に関
する。
【０００２】一般に、半導体チップに形成された電極パ
ッド（１次側電極部）とリード（２次側電極部）とを電
気的に接続する方法としてワイヤボンディングが用いら
れている。このワイヤボンディングは、ワイヤを実装す
る実装面積が小さく、高速化も図れるために半導体装置
の製造工程において広く用いられている。
【０００３】また、近年では半導体装置は高密度化が図
られており、これに伴い半導体装置は多ピン化する傾向
にある。従って、この多ピン化に伴いリードピッチもフ
ァインピッチ化する傾向にある。そこで、上記のように
リードピッチがファインピッチ化しても、確実に１次側
電極部と２次側電極部との間にワイヤを配設できるワイ
ヤボンディング方法が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】図８は、従来から行われているワイヤボ
ンディング方法を示している。同図では、回路基板２に
配設された半導体チップ１と、同じく回路基板２に形成
されたボンディングリード３とをワイヤ４により接続す
る例を示している。
【０００５】ワイヤ４を半導体チップ１とボンディング
リード３との間に配設するには、先ず図８（Ａ）に示さ
れるように、予めワイヤ４の端部に形成されているボー
ル部４ａをキャピラリ５を用いて半導体チップ１に形成
されている電極パッド６（１次側電極部）に超音波熱圧
着等により接続する（第１ボンディング）。
【０００６】続いて、キャピラリ５は図示しない駆動装
置によりボンディングリード３の所定位置まで移動さ
れ、これに伴いワイヤ４もボンディングリード３上に引
き出される。続いて、キャピラリ５を用いてワイヤ４を
ボンディングリード３（２次側電極部）に超音波熱圧着
等により接続する（第２ボンディング）。尚、図８
（Ｃ）は、ワイヤボンディング処理が終了した回路基板
２を平面視した状態を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では半
導体チップ１の高密度化が進んでおり、１個の半導体チ
ップ１に対して多数のワイヤボンディングを行う場合が
増えている。これに伴い、回路基板２上に形成されるボ
ンディングリード３の数も増大する傾向にある。
【０００８】しかるに、回路基板２にエッチング技術を
用いてボンディングリード３を高精度に形成するのは困
難であり、特に図９に示されるようにボンディングリー
ド３のリード幅（図中、矢印Ｗ１で示す）を小さくしよ
うとすると、ボンディングリード３のリード幅Ｗ１が過
剰に狭く形成され、これに伴い隣接するボンディングリ
ード３間の幅（ギャップ幅。図中、矢印Ｗ２で示す）が
大きくなってしまう現象が多く発生する。
【０００９】このようにボンディングリード３のリード
幅Ｗ１が過剰に狭く形成されると、ワイヤ４をボンディ
ングリード３にボンディングする際、十分な接続強度を
得ることができず接続状態が不安定となり、ワイヤボン
ディングの信頼性が低下してしまうという問題点があっ
た。
【００１０】また、上記のようにボンディングリード３
はエッチング技術を用いて形成されているため、ボンデ
ィングリード３の角部はエッチングによりＲ形状となっ
てしまう。更に、上記のようにボンディングリード３の
リード幅Ｗ１が小さくなると、図１０（図９におけるＡ
−Ａ線沿う断面を示している）に示されるようにボンデ
ィングリード３の断面形状は略円状の形状となり、その
上面部分に平坦部が存在しない形状となる。
【００１１】このように、平坦部が存在しない形状のボ
ンディングリード３に、断面円状のワイヤ４を接合して
も、ボンディングリード３とワイヤ４の接触面積は小さ
く、これによっても十分な接続強度を得ることができず
ワイヤボンディングの信頼性が低下してしまう。
【００１２】尚、ワイヤ４を長くしてボンディングリー
ド３のリードピッチを広げることによりボンディングリ
ード３のリード幅Ｗ１を大きくすることも可能ではある
が、この構成ではワイヤ長が長くなることにより電気的
特性（インピーダンス特性等）が低下すると共に、ワイ
ヤ曲がりが生じワイヤ間の接触が発生し易くなる等の新
たな問題点が生じる。
【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、高密度化されても安定したワイヤボンディングを
行いうるワイヤボンディング方法を提供することを目的
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項１記載の発明では、１次側電極部に先
ずワイヤの端部を第１ボンディングした後、２次側電極
部に前記ワイヤを引き出し第２ボンディングを行うこと
により、前記１次側電極部と２次側電極部とをワイヤボ
ンディングするワイヤボンディング方法において、前記
第２ボンディングを行う前に、前記２次側電極部上に突
起電極を形成すると共に、形成された前記突起電極を加
圧して前記突起電極上に平坦部を形成する整形処理を行
うことを特徴とするものである。
【００１５】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載のワイヤボンディング方法において、前記整形
処理を実施することにより、前記突起電極の幅が前記２
次側電極部の幅よりも大きくなるよう前記突起電極を整
形することを特徴とするものである。
【００１６】更に、請求項３記載の発明では、前記請求
項１又は２記載のワイヤボンディング方法において、前
記２次側電極部を複数個配設すると共に、前記突起電極
を前記２次側電極部に千鳥状に配設することを特徴とす
るものである。
【００１７】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、第２ボンディングを行う
前に２次側電極部上に突起電極を形成すると共に、形成
された突起電極を加圧することにより突起電極上に平坦
部を形成することにより、２次側電極部にその幅寸法よ
り大なる幅寸法を有した部位を突起電極により形成する
ことができる。よって、この突起電極の形成位置にワイ
ヤボンディングを行うことにより、安定した信頼性の高
いワイヤ接続を行うことができる。
【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、突起
電極の幅が２次側電極部の幅よりも大きくなるよう整形
するこにより、ワイヤボンディング領域を広くすること
ができ、安定した信頼性の高いワイヤ接続を行うことが
できる。更に、請求項３記載の発明によれば、２次側電
極部を複数個配設すると共に、突起電極をこの２次側電
極部に千鳥状に配設することにより、隣接する２次側電
極部間の距離を小さくすることができ、更なる高密度化
を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態について図
面と共に説明する。図１及び図２は本発明の一実施例で
あるワイヤボンディング方法を説明するための図であ
る。本実施例に係るワイヤボンディング方法は、金属バ
ンプ１０（突起電極）の整形工程と、ワイヤボンディン
グ工程とを具備しており、ワイヤボンディング工程を実
施する前に金属バンプ１０の整形工程を実施することを
特徴とする。
【００２０】以下、具体的なワイヤボンディング方法に
ついて説明する。尚、本実施例では、回路基板１１に配
設された半導体チップ１２と、回路基板１１に形成され
たボンディングリード１３とをワイヤ１４により接続す
る例を用いてワイヤボンディング方法を説明するものと
する。
【００２１】先ずワイヤボンディング工程に先立って実
施される金属バンプ１０の整形工程を図１を用いて説明
する。この整形工程では、先ず図１（Ａ）に示されるよ
うに、キャピラリ１５を用いて回路基板１２上に形成さ
れてるボンディングリード１３上の所定位置（ワイヤ１
４が接続される位置）に金属バンプ１０を形成する。
【００２２】具体的には、予めワイヤ１４の端部に形成
されているボール部１４ａをキャピラリ１５を用いてボ
ンディングリード１３上に超音波熱圧着し、続いてキャ
ピラリ１５を上昇させた上でワイヤ１４をカットするこ
とにより金属バンプ１０を形成する。図１（Ｂ）は金属
バンプ１０が形成された状態を示している。
【００２３】しかるに、単にキャピラリ１５を用いて金
属バンプ１０を形成した状態では、図１（Ｂ）に示され
るように、金属バンプ１０はネイルヘッド部１０ａと、
このネイルヘッド部１０ａより上方に突出した突出部１
０ｂとを有した形状となっている。従って、図１（Ｂ）
に示される形状の金属バンプ１０にワイヤ１４をボンデ
ィングしようとしても適正にボンディングすることはで
きない。
【００２４】そこで、続いて図１（Ｃ）に示されるよう
に、平坦化用キャピラリ１６を用いて図１（Ｂ）に示さ
れる形状の金属バンプ１０を加圧し、金属バンプ１０上
に平坦部１７を形成する。図５は、平坦部１７が形成さ
れた金属バンプ１０を平面視した状態を示している。同
図に示されるように、金属バンプ１０は平坦化用キャピ
ラリ１６に加圧されることにより、その幅寸法（図中、
矢印Ｌ１で示す）はボンディングリード１３の幅寸法
（図中、矢印Ｌ２で示す）より大きくなっている（Ｌ１
＞Ｌ２）。従って、ワイヤ１４が接続される接続部分の
領域（以下、ワイヤボンディング領域という）は、従来
のように金属バンプ１０が配設されていないボンディン
グリード３のみの構成（図８及び図９参照）におけるワ
イヤボンディング領域よりも広くすることができる。
【００２５】上記のように、金属バンプ１０をボンディ
ングリード１３に配設しかつ加圧して整形処理を行うこ
とにより、金属バンプ１０の上面に平坦部１７が形成さ
れると共にワイヤボンディング領域を広く設定すること
ができる。よって、半導体チップ１２の高密度化により
ボンディングリード１３の数が増大し、これに伴いボン
ディングリード１３の幅寸法Ｌ２が小さくなっても、金
属バンプ１０の形成位置はワイヤ１４をボンディングす
るのに良好な構成となる。
【００２６】上記した金属バンプ１０の整形工程が終了
すると、続いてワイヤボンディング工程が実施される。
図２はワイヤボンディング工程を示している。このワイ
ヤボンディング工程は、ワイヤ１４を半導体チップ１２
とボンディングリード１３との間に配設する処理であ
る。
【００２７】ワイヤ１４を半導体チップ１２とボンディ
ングリード１３との間に配設するには、先ず図５（Ａ）
に示されるように、予めワイヤ１４の端部に形成されて
いるボール部１４ａをキャピラリ１５を用いて半導体チ
ップ１２に形成されている電極パッド１８（１次側電極
部）に超音波溶接等により接続する（第１ボンディン
グ）。
【００２８】次に、図示しない移動装置によりキャピラ
リ１５をボンディングリード１３の金属バンプ１０が形
成されている位置まで移動させる。これに伴い、ワイヤ
１４もボンディングリード１３上の金属バンプ１０の形
成位置までに引き出される。続いて、図２（Ｂ）に示さ
れるように、キャピラリ１５を用いてワイヤ１４を金属
バンプ１０に超音波熱圧着等を用いて接続する（第２ボ
ンディング）。これにより、ワイヤ１４とボンディング
リード１３（２次側電極部）とは電気的に接続させる。
尚、図２（Ｃ）はワイヤボンディング処理が終了した状
態を示している。 図３及び図４は、上記したワイヤボ
ンディング方法を高密度化された半導体チップ１２を有
したボンディングリード１３に接続するのに用いた構成
を示してる。前記したように、半導体チップ１２は高密
度化されているため、これに対応してボンディングリー
ド１３の幅寸法Ｌ２は小さくされており、かつ隣接する
ボンディングリード１３間のギャップ幅Ｌ３はボンディ
ングリード１３の幅寸法Ｌ２に対して大きくなってる。
【００２９】しかるに、本実施例によるワイヤボンディ
ング方法を採用することにより、ボンディングリード１
３のワイヤ接続位置には金属バンプ１０が形成されてお
り、ワイヤボンディング領域は広くなっている。更に、
金属バンプ１０の上面は平坦化用キャピラリ１６を用い
て加圧することにより平坦部１７が形成されている。
【００３０】従って、図４に示されるようにワイヤ１４
と金属バンプ１０との接合面積を広く設定することがで
き、ワイヤ１４と金属バンプ１０との接合、換言すれば
ワイヤ１４とボンディングリード１３との接合を確実に
行うことができ、上記のように半導体チップ１２が高密
度化されても安定した信頼性の高いワイヤ接続を行うこ
とが可能となる。
【００３１】また、本実施例によるワイヤボンディング
方法は、ボンディングリード１３の表面に金属層を形成
したのと同様の構成となるため、従来ワイヤボンディン
グを行うことができなかったフラッシュメッキの回路基
板に対してもワイヤボンディングを行うことが可能とな
る。
【００３２】図６及び図７は、金属バンプ１０の配列方
法を示している。図６は、複数個並設されたボンディン
グリード１３の同一位置に金属バンプ１０を形成したも
のである。この構成とすることにより、金属バンプ１０
は１列に列設された状態となり、ワイヤボンディング工
程におけるキャピラリ１５の移動制御を容易に行うこと
ができる。
【００３３】また、図７は複数個並設されたボンディン
グリード１３に、１本おきに金属バンプ１０Ａ，１０Ｂ
を同一位置に形成することにより、全体として千鳥状と
なるよう金属バンプ１０Ａ，１０Ｂを形成したものであ
る。この構成とすることにより、ボンディングリード１
３の幅寸法に対して幅広な金属バンプ１０Ａ，１０Ｂが
逃げた状態で配設されるため、隣接するボンディングリ
ード１３間の距離を小さくすることができ、更なる高密
度化を図ることができる。
【００３４】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、下記の種々
の効果を実現することができる。請求項１記載の発明に
よれば、第２ボンディングを行う前に２次側電極部上に
突起電極を形成すると共に、形成された突起電極を加圧
することにより突起電極上に平坦部を形成することによ
り、２次側電極部にその幅寸法より大なる幅寸法を有し
た部位を突起電極により形成することができる。よっ
て、この突起電極の形成位置にワイヤボンディングを行
うことにより、安定した信頼性の高いワイヤ接続を行う
ことができる。
【００３５】また、請求項２記載の発明によれば、突起
電極の幅が２次側電極部の幅よりも大きくなるよう整形
するこにより、ワイヤボンディング領域を広くすること
ができ、安定した信頼性の高いワイヤ接続を行うことが
できる。更に、請求項３記載の発明によれば、２次側電
極部を複数個配設すると共に、突起電極をこの２次側電
極部に千鳥状に配設することにより、隣接する２次側電
極部間の距離を小さくすることができ、更なる高密度化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるワイヤボンディング方
法における突起電極の整形工程を示す図である。
【図２】本発明の一実施例であるワイヤボンディング方
法におけるワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３】ワイヤボンディングが終了した回路基板の平面
図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】整形された金属バンプを示す平面図である。
【図６】金属バンプを同一位置に並設した構成を示す図
である。
【図７】金属バンプを千鳥状に配設した構成を示す図で
ある。
【図８】従来の一例であるワイヤボンディング方法を説
明するための図である。
【図９】従来のワイヤボンディング処理が終了した回路
基板の平面図である。
【図１０】図９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０ 金属バンプ １１ 回路基板 １２ 半導体チップ １３ ボンディングリード １４ ワイヤ １５ キャピラリ １６ 平坦化用キャピラリ １７ 平坦部 １８ 電極パッド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １次側電極部に先ずワイヤの端部を第１
    ボンディングした後、２次側電極部に前記ワイヤを引き
    出し第２ボンディングを行うことにより、前記１次側電
    極部と２次側電極部とをワイヤボンディングするワイヤ
    ボンディング方法において、 前記第２ボンディングを行う前に、前記２次側電極部上
    に突起電極を形成すると共に、形成された前記突起電極
    を加圧して前記突起電極上に平坦部を形成する整形処理
    を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のワイヤボンディング方法
    において、 前記整形処理を実施することにより、前記突起電極の幅
    が前記２次側電極部の幅よりも大きくなるよう前記突起
    電極を整形することを特徴とするワイヤボンディング方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のワイヤボンディン
    グ方法において、 前記２次側電極部を複数個配設すると共に、前記突起電
    極を前記２次側電極部に千鳥状に配設することを特徴と
    するワイヤボンディング方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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